混合教學(xué)模式在“功能材料”課程的應(yīng)用

周振君 羅偉華 叢培良 許培俊

摘 要：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及與發(fā)展，催生出了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”這一先進(jìn)的教育理念。隨著各種教育在線平臺在高等院校中的建立，線上線下混合教學(xué)模式已經(jīng)被越來越多的任課教師引入課堂教學(xué)，并且成為將“水課”提升為“金課”的有效手段之一。構(gòu)建《功能材料》課程線上線下混合教學(xué)模式，利用互聯(lián)網(wǎng)共享平臺，將“線上”云數(shù)據(jù)庫中豐富的教學(xué)資源與“線下”師生互動(dòng)的課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，既有效地培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和終生學(xué)習(xí)能力，也實(shí)現(xiàn)了教師“因材施教”的主導(dǎo)作用，從而提高了課程的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué);混合教學(xué)模式;移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng);功能材料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.206

1 引言

《功能材料》課程是為材料類專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)課。由于功能材料已經(jīng)被納入了“戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)”[1]和“新工科”[2]范疇，所以本課程擔(dān)負(fù)著為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)和具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才的重任。然而由于功能材料具有多學(xué)科交叉、知識密集、種類繁多和更新快等特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)時(shí)常常會面臨諸多問題。主要表現(xiàn)為：（1）教學(xué)內(nèi)容多而授課課時(shí)數(shù)少。功能材料包括電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和放射性功能及其相互轉(zhuǎn)化功能的高技術(shù)材料[3]，將種類如此繁多的各種功能材料在32學(xué)時(shí)里完成講授，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法很難保證教學(xué)質(zhì)量，因此必須尋找一種高效率的課堂教學(xué)模式。（2）以老師講授為中心的傳統(tǒng)教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于材料的功能大都對應(yīng)于微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，是以量子力學(xué)為基礎(chǔ)，涉及復(fù)數(shù)域的二階偏微分方程的求解。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)課堂上任課教師過多地進(jìn)行公式推導(dǎo)，不僅占用大量課上時(shí)間，而且會使部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生因?yàn)榻邮芾щy而放棄聽講，因此必須尋找一種以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式。（3）教材內(nèi)容更新嚴(yán)重滯后于功能材料學(xué)科發(fā)展。功能材料是利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，多學(xué)科交叉的知識密集型產(chǎn)物，是材料學(xué)科最活躍的研究熱點(diǎn)，每年有數(shù)以千計(jì)的新型功能材料問世，各類功能材料的更新?lián)Q代周期也越來越短。而教材的編寫出版流程包括組建編寫人員、分配編寫任務(wù)、編寫、送審、修改和編輯出版等環(huán)節(jié)，因此教材不能將最新的功能材料研究成果編入書中，尋找一種不拘泥于教材，教學(xué)內(nèi)容“漸進(jìn)式”更新的教學(xué)手段已迫在眉睫。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引領(lǐng)的教育信息化為解決上述教學(xué)困境帶來了希望。中華人民共和國教育部2018年4月13日發(fā)布了《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》[4]，該計(jì)劃明確指出我國將在2022年建成“互聯(lián)網(wǎng)+教育”平臺，為構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下的人才培養(yǎng)新模式提供硬件保障。本文對互聯(lián)網(wǎng)平臺支撐下的“功能材料”課程的構(gòu)建，以及采用“翻轉(zhuǎn)課堂”[5]與“混合教學(xué)”[6]模式進(jìn)行了探索與分析。

2 線上資源建設(shè)

混合教學(xué)模式的教學(xué)效果在很大程度上取決于線上教學(xué)資源的建設(shè)質(zhì)量。在線上教學(xué)資源建設(shè)時(shí)，首先要確定課程的授課內(nèi)容。為了使本門課程能夠支撐培養(yǎng)具有長安大學(xué)辦學(xué)定位和行業(yè)特色的材料類本科人才這個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)，本門課程授課內(nèi)容包括緒論、材料的電子結(jié)構(gòu)與物理性能、電性功能材料、磁性功能材料、光學(xué)材料和功能轉(zhuǎn)換材料等章節(jié)。然后針對上述課程的教學(xué)內(nèi)容逐一進(jìn)行知識點(diǎn)分解，并根據(jù)各個(gè)知識點(diǎn)的具體情況確定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。最后精心準(zhǔn)備混合教學(xué)資源，并將其上傳至長安大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上。混合教學(xué)資源不僅包括電子課件，還包括授課視頻，以及與之配套的在線練習(xí)題目和測試題庫等。為了提高課程內(nèi)容的更新速率，授課視頻采取屏幕錄制加講授即可[7]。

3 線下課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

為了更好地實(shí)施混合教學(xué)模式，對教學(xué)過程進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。在課前，通過網(wǎng)絡(luò)向?qū)W生發(fā)布在線預(yù)習(xí)通知。學(xué)生可以利用平臺上發(fā)布的混合教育資源進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，并完成在線測試。如果在線自學(xué)過程中遇到問題，可以在討論區(qū)進(jìn)行在線討論，也可以在留言區(qū)留言以便教師在線下課堂上進(jìn)行講解。這樣可以使每個(gè)學(xué)生都帶著較好的知識基礎(chǔ)走進(jìn)教室，從而充分保障課堂教學(xué)的質(zhì)量。教師在學(xué)習(xí)平臺上可以進(jìn)行教學(xué)監(jiān)控，收集學(xué)生的在線學(xué)習(xí)信息。這種變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)的方式可以提高學(xué)生的自學(xué)能力。

在課堂上，教師針對課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)或者學(xué)生在線學(xué)習(xí)過程中反饋回來的共性問題進(jìn)行講解。這樣可以避免了傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師以完成教學(xué)任務(wù)為目的，而不顧及學(xué)生學(xué)習(xí)效果的現(xiàn)象，也使教學(xué)過程形式化、空洞化和寬松化趨勢得到遏制。對那些適合翻轉(zhuǎn)教學(xué)的知識點(diǎn)盡量組織學(xué)生進(jìn)行翻轉(zhuǎn)教學(xué)。通過設(shè)計(jì)一些有針對性的、有啟發(fā)性的、開放式的問題，讓學(xué)生進(jìn)行分析和分組討論。這種研討式、探究式和協(xié)作式學(xué)習(xí)方式可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在課后，學(xué)生不僅要在線完成課后作業(yè)以鞏固課堂教學(xué)的知識點(diǎn)，而且要給學(xué)生布置一些知識綜合型或知識拓展型的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生將片段式的知識點(diǎn)系統(tǒng)化和延伸化。例如，在講完光學(xué)材料這一章之后，給學(xué)生布置這樣的作業(yè)：簡單敘述顯示器的發(fā)展歷史并說明各類顯示器的工作原理。這個(gè)題目把光致發(fā)光、射線致發(fā)光、等離子體發(fā)光、半導(dǎo)體發(fā)光和液晶控光等發(fā)光功能材料用顯示技術(shù)串聯(lián)起來。在說明顯示器工作原理時(shí)因?yàn)樯婕肮鈱W(xué)、電磁學(xué)、電子電路控制、電子器件和材料加工與封裝等其他學(xué)科的知識，可以使學(xué)生知識體系立體化，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。再如，在講完超導(dǎo)材料這一節(jié)時(shí)，給學(xué)生布置這樣的作業(yè)：綜述近十年超導(dǎo)材料的發(fā)展?fàn)顩r。由于每年都有新型超導(dǎo)材料被開發(fā)出來，而這些內(nèi)容在現(xiàn)有的教材中沒有體現(xiàn)。學(xué)生通過學(xué)校電子圖書館中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)閱讀、文獻(xiàn)整理來完成作業(yè)的同時(shí)，其科學(xué)研究能力和終生學(xué)習(xí)能力都得到了鍛煉和培養(yǎng)。

4 總結(jié)

混合教學(xué)模式是強(qiáng)調(diào)“線上線下混合”、“課內(nèi)課外混合”的教學(xué)模式，是體現(xiàn)“以學(xué)生為本”教學(xué)理念的有效手段。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，混合教學(xué)模式不僅能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望，而且可以更好地鍛煉了自學(xué)能力、融會知識能力、分工協(xié)作能力、語言表達(dá)能力、科學(xué)研究能力、創(chuàng)新能力和終生學(xué)習(xí)能力，讓教師在教學(xué)活動(dòng)中受到學(xué)生的啟發(fā)和知識的豐富。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖興志.中國培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)跟蹤研究[M].北京：中國社會科學(xué)出版社，2018.

[2]朱革，辛雙宇，王闖，李文軍，馬晉文.基于“新工科”背景下新能源材料與器件專業(yè)建設(shè)研究[J].信息記錄材料，2019，20（01）：165-166.

[3]陳玉安，王必本，廖其龍.現(xiàn)代功能材料[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2008.

[4]任友群.走進(jìn)新時(shí)代的中國教育信息化——《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》解讀之一[J].電化教育研究，2018（06）：27-28.

[5]Graham M，McLean J，Read A.Flipping and still learning： experiences of a flipped classroom approach for a third-year

undergraduate human geography course[J].Journal of Geography in Higher Education，2017，41（03）：403-417.

[6]曹嘉佳.基于MOOC平臺支撐下的PLC混合教學(xué)模式研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（04）：247.

[7]趙國棟.微課、翻轉(zhuǎn)課堂與慕課實(shí)操教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2015.

基金：1.“長安大學(xué)2019年中央高校雙一流引導(dǎo)專項(xiàng)資金本科教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目”，項(xiàng)目編號 ：300104293107;2.“中國交通教育研究會2018-2020年度交通教育科學(xué)研究項(xiàng)目”，項(xiàng)目編號：交教研1802-361.

作者簡介：周振君（1964-），男，吉林長春人，博士，教授，研究方向：材料科學(xué)與工程專業(yè)教育教學(xué)方法研究。